2015 Fiscal Year Research-status Report
| Project/Area Number |
26410249
|
|---|
| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
|---|
Principal Investigator |
槇田 洋二 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 健康工学研究部門, 研究グループ長 (80357988)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | イオン交換 / 無機イオン交換体 / セシウム |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、イオン鋳型反応法を利用して、セシウムイオンに対して極めて高い選択性を示す新規な無機イオン交換体を開発するとともに、各種陽イオンに対する交換特性や、イオン交換サイトの結晶構造とイオン選択性の関連性を明らかにする。また、開発した無機イオン交換体の成形技術を確立し、放射能汚染土壌の除染廃液中に含まれる放射性セシウムの捕捉技術への応用について検討する。
平成27年度は、平成26年度に引き続き、セシウム選択性無機イオン交換体の開発を行った。ニオブ原料とルビジウム原料を混合し、その混合物の反応温度および反応時間を変化させて合成した結果、500～800℃の温度範囲で24時間以上加熱処理することにより、セシウム選択性の高い無機イオン交換体が得られた。これらの無機イオン交換体の交換容量は0.4～1.5mmol/gとなり、反応温度によって異なった。また、本研究で開発した無機イオン交換体をセシウムイオンを添加した1/2希釈海水中（Cs濃度 1mg/L）に添加し、海水中におけるセシウム選択性を調べた結果、海水中のセシウムイオンを95%除去できることがわかった。
高いセシウム選択性を示す構造的要因を明らかにする目的で、異なる温度で合成したサンプルについて電子顕微鏡観察、エックス線結晶構造解析を行った。高いセシウム選択性を示す無機イオン交換体では高温で安定なニオブ酸化物とは別に異なるニオブ酸化物の存在が確認された。そこで、異なるニオブ酸化物を合成してセシウム選択性を調べたが、本研究で開発した無機イオン交換体のセシウム選択性には及ばなかった。このことから、異なるニオブ酸化物が高いセシウム選択性発現の主要因ではないことが示唆された。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究において最も重要な技術課題は、セシウムイオンに対して極めて高い選択性を持つ新規無機イオン交換体の開発であり、H27年度までに開発する計画である。H26年度にセシウム選択性を示す材料を見出し、H27年度にその合成条件を詳細に検討し、極めて高いセシウム選択性を示す無機イオン交換体を開発した。また、粉末状の無機イオン交換体の造粒化についても予備的に検討した。以上の理由により、おおむね順調に進展していると判断した。
|
| Strategy for Future Research Activity |
平成28年度は、当初の計画通り「セシウムイオン選択性捕捉剤の開発」および「模擬除染廃液からのセシウムイオンの低減」について検討する。「セシウムイオン選択性捕捉剤の開発」については、主にセシウムイオン選択性の高い無機イオン交換体粉末の造粒化について検討する。すでに予備検討を行っており、問題なく造粒できると考えている。「模擬除染廃液からのセシウムイオンの低減」については、造粒したセシウムイオン選択性捕捉剤を用いてカラムクロマトグラフィーによるセシウム除去について検討する。粉末状の吸着剤を造粒体に成形すると吸着速度が大幅に低下し、流速によってほとんどセシウムを除去できない可能性がある。その場合は、バッチ処理によるセシウムイオンの除去方法について検討する。
|
| Causes of Carryover |
本研究において、H27～28年度に「セシウムイオン選択性捕捉剤の開発」を行う計画であったが、H27年度計画の「セシウムイオン選択性の高い無機イオン交換体の開発」に注力したため、無機イオン交換体の造粒化の検討が十分できず未使用額が生じた。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
H28年度実施予定の「模擬除染廃液からのセシウムイオンの低減」で使用するセシウムイオン選択性捕捉剤の製造費用に充てることとしたい。
|
